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Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)

geschrieben von Skimmy 
Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
03. July 2015 18:41
Nettes Teil, was der Vincent sich wieder ausgedacht hat thumbs up

Wer es noch nicht kennt: [the-sparklab.de]

Finde ich sehr clever gelöst (:-) Auch die Anleitung zum Zusammenbauen ist top!

Aber wo findet man Infos über die Hintergründe? Wir sind in diesem Forum doch alle technikbegeisterte Bastler und von Natur aus neugierig winking smiley Mich interessiert jetzt z.B. was für ein Signal kriegt repetier über den Endstop? Eine Flanke? Einen Puls? Eine Spannung? Ist das System erweiterbar? Kann man es nachbauen oder muss man es kaufen? Wird in der Firmware noch mehr in die Richtung kommen? Einfach generell: Was steckt dahinter? Weder Vincent noch Repetier verraten hier großzügig ihre Umsetzung. Schade, das ist nicht gerade reprap-style thumbs down

Also Jungs, erzählt doch mal, was ihr euch hier schickes zusammengetüftelt habt !smileys with beer smileys with beer


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
03. July 2015 23:20
Da da drinne die normalen Hall-E stecken zählt Repetier nur Pulse.


Triffid Hunter's Calibration Guide --> X <-- Drill for new Monitor Most important Gcode.
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 03:45
Quote
Schade, das ist nicht gerade reprap-style thumbs down
Quote
zählt Repetier nur Pulse.
Quote
Weder Vincent noch Repetier verraten hier

Ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr eure Erwartungshaltung etwas runterschrauben würdet, der ganze Kram kostet euch keinen Cent und mich jede freie Minute. (Und wir zählen nicht die Pulse vom FTS)

Firmware Funktionsweise: http://the-sparklab.de/sparklab-feed-sensor/
Bedienungsanleitung: https://www.dropbox.com/s/a81yqr75ei56xxe/sparklab%20FTS%20Bedienungsanleitung.pdf?dl=0
Pläne zum Nachbau: https://www.dropbox.com/sh/g4031hbsyz99rme/AAAVz5FlsT3rlf2-YxLdtuxZa?dl=0
Firmware Konfig: https://github.com/repetier/Repetier-Firmware/blob/work092/src/ArduinoAVR/Repetier/Configuration.h (Abschnitt JAM Detection)
Videoanleitung Aufbau: https://www.youtube.com/watch?v=F1QcBbc12zc
Videoanleitung Konfig: https://www.youtube.com/watch?v=sCbkAC62Q3E


vincent.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.07.15 03:47.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 05:50
Vincent, da steht auch:
Quote
Skimmy
Nettes Teil, was der Vincent sich wieder ausgedacht hat thumbs up
Wer es noch nicht kennt: [the-sparklab.de]
Finde ich sehr clever gelöst (:-) Auch die Anleitung zum Zusammenbauen ist top!
Also Jungs, erzählt doch mal, was ihr euch hier schickes zusammengetüftelt habt !smileys with beer smileys with beer

smileys with beer Alles top und eine Menge Komplimente... Aber mir gings um die Technik winking smiley

Und wenn man auf repetier.com oder auf github sucht, findet man gar nix. Kein Changelog, kein Pull. Du verlinkst auf die Config Abschnitt Jam-Detection... Ok, wenn mans weiß, gehts ab Zeile 495 los, Ein paar hundert Zeilen vorher verstecken sich aber auch schon die Pinzuweisungen. Das geht einfach unter sad smiley


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 08:39
Der technische Hintergrund ist im Blog ausführlich beschrieben. Im Grunde zählen wir alle softwareseitigen Steps an den Extruder Motor. Immer wenn beim FTS die Flanke steigt oder fällt (2x pro Umdrehung) wird der Wert ausgewertet und Resettet. Dieser Wert ist unser Feedback. Die Auflösung des Feedbacks richtet sich nach den steps/mm: Bei einem Extruder mit 300steps/mm hat der FTS eine theoretische Auflösung von 1/300mm.

Anfangs wollte ich nur Filamentende und komplettes Verstopfen erkennen. Beim testen ist mir aufgefallen wie präzise der Wert ist.

Ich erkenne jede noch so kleine Veränderung in der notwendigen Extrusionskraft. Unsere Annahme, dass das Förderrädchen eine perfekte Zahnstange ins Filament frisst, die unabhängig von der Extrusionskraft immer den gleichen Zahnabstand hat ist falsch.

Ich muss nur die Temperatur um 5°C senken und erkenne wie der Extruder 2-3% weniger Material einzieht. Der Extrusionsprozess ist augenscheinlich top: kein Schrittverlust, kein durchrutschen des Filaments, die "Zahnstange" im Filament sieht auch sauber aus.

Ich kann so einfach testen wie hoch die Belastung ist kurz bevor der Extruder Schritte verliert. Dieser Wert kommt in die Firmware. Die Firmware drosselt dann automatisch beim Erreichen von diesem kritischen Wert den Multiplikator. Hilfreich bei neuem Filament, neuen Einstellungen, Düsenverschleiß etc.

Wenn der gemessene Wert trotzdem weiter steigt, dann wird ein komplett Jam erkannt. Repetier macht folgendes:

1. Düse wird abgekühlt
2. Meldung im Display "Jam erkannt, Taste drücken zum wieder aufheizen
3. Wenn die Düse wieder heiß ist, erscheint der "Filament Wechseln" Dialog
4. Drucker druckt weiter

Ziel des FTS ist:

1. Aufbrauchen der Filamentrollen bis zu den letzten 10cm, auch ohne Beaufsichtigung
2. Retten von Drucken (Setting zu schnell? Temp falsch? der Drucker druckt langsam weiter, anstatt den Druck zu versauen)
3. Abbrechen bei falschen Settings
4. Filament leer ist auch kein Problem mehr, der Drucker wartet mit abgekühlter Düse und heißen Heizbett (muss ja) auf neues Filament
5. Kalibrieren von perfekten Temperatur/Geschwindigkeit Settings. (Der Debug Modus gibt die Werte in der Konsole aus - per M-Code aktivierbar)

Im Grunde spart der FTS einem sehr schnell sehr viel mehr Geld als er kostet. Die Umweltbelastung durch die weggeschmissenen letzten 10m Filament ist bei uns auch weggefallen.
Mit Repetier-Server kommt dann gleich noch die Benachrichtigung per Push aufs Handy. smiling smiley

vincent.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 09:47
Wow eye popping smiley

Danke für diesen ausfühlichen Post und über die Zusammenhänge bei der Extrusion!

Man müsste dann ja so noch genauer ermitteln können, wo die optimale Druck-Temperatur liegt. Denn man hat jetzt ja nicht nur visuelles Feedback, sondern auch auch die Kraft, die der Extruder benötigt respektive den Widerstand, den das Filament dem Extruder entgegenbringt.

Ich nehme jetzt mal einfach an, zu wenig Widerstand/zuviel Kraft bedeutet zu heiß und umgekehrt. Daraus kann man doch bestimmt was ableiten...


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 12:07
Quote
Man müsste dann ja so noch genauer ermitteln können, wo die optimale Druck-Temperatur liegt. Denn man hat jetzt ja nicht nur visuelles Feedback, sondern auch auch die Kraft, die der Extruder benötigt respektive den Widerstand, den das Filament dem Extruder entgegenbringt.
Genau.thumbs up

Quote
Ich nehme jetzt mal einfach an, zu wenig Widerstand/zuviel Kraft bedeutet zu heiß und umgekehrt. Daraus kann man doch bestimmt was ableiten...
Bei der Planung mit Roland fiel auch mal: "Auto Filament Kalibrierung", wir warten allerdings ab, wie groß der Zuspruch ist.

vincent.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 13:25
Hi Leute, grüßt Euch.

Das hört sich ja richtig gut an thumbs up , meinen Zuspruch habt Ihr auf jedem Fall.

Da hat "Skimmy" ja ´nen guten Stein ins Wasser geworfen, um zu sehen wie´s Wellen wirft grinning smiley

Es wird auf jedem Fall mit auf meiner Liste der "neuen Test-Projekte" mit aufgenommen.
Schöner Aufbau u. gute Idee mit der Gummirolle u. den Lagern, schön Platzsparend.

Danke für die Beschreibung, war ne Mega-mäßige Arbeit, aber der Erfolg ist euch sicher. thumbs up

Jetzt fehlt euch nur noch mein Filament-Spiegel zum Endlosdrucken smoking smiley

Bis später Didi


Aktuell: Selfmade-Drucker Nr.5 mit Wasserkühlung u. Carbon-Wechselplatte
iMac , Creo 3.0/4.0 , Cura 4.0 , . . .
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 13:53
Quote
vw-styler
Jetzt fehlt euch nur noch mein automatischer Filament-Spiegel zum Endlosdrucken smoking smiley

Bis später Didi

Ich hab das mal korrigiert winking smiley smileys with beergrinning smiley


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 15:36
in Kombination damit [owi.storenvy.com] wärs noch viel interessanter. endlich nimma mit filament Einstellungen rumärgern winking smiley
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 15:42
Leider ist diese optische Variante laut diverser Foren sehr fehleranfällig sad smiley


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hd
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 17:16
ich denk, das die niedrigen toleranzen bei den guten filameten zu gering ist, ums mit dem owi zu kontrollieren zu müssen. gibt eigentlich nur sinn wenn dus filament selber extruierst, aber was passiert da wohl, wenns so dick wird, das es nicht mehr durchs hotend geht?
gruss hd
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
04. July 2015 17:17
Quote
aber was passiert da wohl, wenns so dick wird, das es nicht mehr durchs hotend geht?

Der FTS kriegts mit! smiling smiley

vincent.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 00:27
Quote
hd
wenns so dick wird, das es nicht mehr durchs hotend geht?
dann sollte das ein Sensor der den Durchmesser feststellt auch messen können winking smiley
aber es stimmt schon an sich reicht bei brauchbarem filament der FTS

Wann wirds den Bausatz in deinem Shop zu kaufen geben?

btw ich mag deine Videos, kein unnötiges gequatsche in schlechter audio qualität winking smiley

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.07.15 00:33.
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 01:47
Quote
mantus
...
Wann wirds den Bausatz in deinem Shop zu kaufen geben?
...

Gibt es doch schon :FTS - Filament Tracking System

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.07.15 01:49.
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 02:44
parts -> spareparts winking smiley
irgendwie war ich wohl um die Uhrzeit noch zu blind grinning smiley
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 05:44
Hallo, grüßt Euch.

@ "Skimmy" , Ich hab´s verstanden, aber leider keine Zeit für mehr . . .

Bis später Didi


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 06:58
Was macht der FTS / Repetier eigentlich im Hysteresen-Bereich? Sprich: Was passiert z.B. bei einem retract in einem ungünstigen Hysterese-Bereich des Hallsensors? Wird das einfach ignoriert? Würde dann ja die nächste Messung verfälschen...


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 07:43
Quote
Was macht der FTS / Repetier eigentlich im Hysteresen-Bereich?

Die Firmware kennt ja die Drehrichtung des Extruders, Retracts werden also Rückwärts mit gezählt, ganz normal.

Kommt es bei der Signaländerung zu Flattern ("Prellen") (durch Vibrationen z.b.) wird kurz ein sehr kleiner Wert gemessen, der aber keine Rolle spielt wir werten ja nur die aus, die über einem gewissen Wert stehen.
Diese kleinen Werte treten auf und damit sie nicht die Debug Konsole vollspammen gibt es den Wert "minimal_steps" der alles darunter ignoriert.

Der ignorierte Wert fehlt zwar bei der nächsten Messung, erzeugt aber nur eine Abweichung im Promille Bereich.

Quote
btw ich mag deine Videos, kein unnötiges gequatsche in schlechter audio qualität winking smiley
Ich wollte gesprochene Tonspur ausprobieren, Studio Mikrofon liegt schon Bereit. Nur bin ich kein ausgebildeter Sprecher...

vincent.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
05. July 2015 10:46
-- gelöscht - da Fehler gefunden

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.07.15 11:52.


Achim
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
10. July 2015 15:22
Ich habe einen Filament Tracking Sensor fest vor dem Bowden Extruder befestigt - (noch) keine Veränderungen in der Firmware - also "out off the Box".
Ich verwende 1.75mm Filament und der Extruder hat 880 Step/mm

Ich kann die Werte nicht deuten, da sie sehr stark schwanken, er hat offensichtlich was mit Retract zu tun
19:46:57.627 : Jam signal steps:3455 / 16% on 0
19:47:31.280 : Jam signal steps:18308 / 85% on 0
19:47:39.985 : Jam signal steps:3388 / 15% on 0
19:48:17.115 : Jam signal steps:18290 / 85% on 0
19:48:22.764 : Jam signal steps:94 / 0% on 0
19:49:06.133 : Jam signal steps:21779 / 101% on 0
19:49:15.066 : Jam signal steps:122 / 0% on 0
19:50:01.242 : Jam signal steps:21852 / 101% on 0
19:50:07.554 : Jam signal steps:104 / 0% on 0

Wenn ich nur Infill drucke - ohne Retract - sieht das deutlich anders aus:
21:09:58.799 : Jam signal steps:21514 / 100% on 0
21:10:47.237 : Jam signal steps:21615 / 100% on 0
21:11:28.743 : Jam signal steps:21879 / 101% on 0
21:12:09.946 : Jam signal steps:21764 / 101% on 0
21:12:51.042 : Jam signal steps:21710 / 100% on 0
21:13:32.361 : Jam signal steps:21828 / 101% on 0

Kann das jemand interpretieren?

Danke


Achim
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
10. July 2015 16:28
Quote
Kann das jemand interpretieren?

Na ich hoffe doch winking smiley,

Die Firmware kommt mit deinen Werten sehr gut zurecht.

Die ersten vier Zeilen sind entweder "Cross Talk" Probleme (liegen die Sensorleitungen parallel zu den Motorleitungen?) oder Roland resettet in der neusten Version den Zähler bei Retract. Im Grunde ist das nur eine Sicherheitsvorkehrung um keine falsche Jam Erkennung zu bekommen. Das der Sensor funktioniert, zeigt sich dadurch, das zwei Wertepaare zusammen 100% ergeben.

Die Firmware behandelt nur die Maximalwerte, ist also alles im grünen Bereich. deine regular_steps liegen bei ca. 21700. Jetzt druckst du etwas, und senkst die Extrudertemperatur solange, bis der Extruder Schritte verliert. Diesen Wert trägst du bei "Jam_slowdown_Steps" ein. "Jam_error_steps" stellst du vorerst mal auf 30000.

PS: wenn du die Debug Linie per "Auge" durchsuchst, musst du die kleinen Werte herausfiltern und die Maxima beobachten. Bei dir sind das die 100 und 101%, wenn du die Temperatur etwas sinkst, wirst du schnell feststellen, dass der Wert um ein paar % ansteigt. Das sind die paar %, die der Extruder plötzlich weniger einzieht.

vincent.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.07.15 16:30.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
10. July 2015 17:35
Liegen die Sensorleitungen parallel zu den Motorleitungen? -> nein, sind geflochten und "frei fliegend"
oder Roland resettet in der neusten Version den Zähler bei Retract -> es ist die neueste Firmware und die Host Version 1.5.2 - also ganz neu.

Mal sehen was passiert, wenn ich die Werte in der FW ändere.
Ich habe übrigens keinen Neodym Würfel sondern eine kl. runde Neodym Scheibe vor dem Hallsensor. Das war einfacher zu montieren, denn der Würfel hat sich immer seitlich zum Gewinde verschoben, wenn ich den Schrupfschlauch erhitzt habe.


1-mal bearbeitet. Zuletzt am 11.07.15 07:05.


Achim
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
11. July 2015 14:42
Weiter im Test.

Wenn ich die Andruckrolle am Extruder löse (kein Filament Vorschub) dauert es etwas und folgender Logeintrag erscheint und der Extruder fährt nach "Home"

20:29:27.323 : important:Extruder jam detected
20:29:27.323 : Info:Marked all extruders as unjammed.
20:29:27.323 : Jam control disabled:1
20:29:27.323 : // action:pause

Kann man das Home fahren verändern/beeinflussen (zB. zuerst etwas hoch und dann Home, um nicht an Bett Befestigungs-Schrauben anzustoßen)
Kann man nach Filamentwechsel wieder an der abgebrochenen Stelle weiterdrucken? Leider fehlt etwas, denn der Drucker druckt den Puffer erst mal leer, obwohl kein Filament mehr gefördert wird.


Achim
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
11. July 2015 14:57
Den Puffer druckt er ja auch leer, wenn man per Host "Pause" drückt. Ich wage zu behaupten, dass zumindest das nicht zu ändern ist. Aber das muss Repetier genau sagen...


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
12. July 2015 04:48
Quote
Kann man das Home fahren verändern/beeinflussen (zB. zuerst etwas hoch und dann Home, um nicht an Bett Befestigungs-Schrauben anzustoßen)
Hier kann man alles einstellen:



Quote
Ich wage zu behaupten, dass zumindest das nicht zu ändern ist.

Das stimmt, wenn man nach der Unterbrechung fortfahren möchte, muss man den Buffer vorher leeren, wenn die Firmware die Befehle in den Buffer geschrieben hat, weiß sie nicht mehr was bereits abgearbeitet wurde. Nachdem "FIlament leer" erkannt wurde ist aber noch 20-30cm Filament vor dem Extruder das sollte meist reichen. Lediglich im Falle einer plötzlichen Totalblockade gehen 16 G-Code Zeilen verloren (die ohne Filament abgefahren werden), was aber meist nicht zu sehen ist, es sei denn man druckt z.b. eine Singlewall.

Wenn der Buffer immer stabil steht, könnte man darüber nachdenken den Buffer zu verringern um ein schnelleres Ansprechsverhalten zu haben.

PS: wenn man vom Host druckt, dauert die Anfrage nach der Pause länger, da der Host das Pausenhandling übernimmt und die Anfrage erst beim Host eintreffen muss.

vincent.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 12.07.15 04:51.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
12. July 2015 05:20
ist aber noch 20-30cm Filament vor dem Extruder -> kommt auf den Aufbau an. Bei mir ist der FTS direkt am Eingang des Bowden Extruders. Mal sehen, ob ich das ändern kann, denn sonst kann ich das nur zum "abschalten" verwenden.

Ansonsten - danke für die "Nachilfe" - hab alles gefunden.


Achim
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
13. July 2015 10:56
Hallo Vincent,

erstmal DANKE ans Sparklab für die schnelle Lieferung samt farbig gedruckter und reich bebilderter Bedienungsanleitung. Sowas habe ich im 3D-Druckerbereich noch nirgends gesehen.thumbs up

Eine Frage dazu: Wenn das System abgebremst wird - z.B. durch eine lange schnelle Infill-Strecke, die der Extruder nicht ganz schafft - bleibt das Slowdown bis zum Druckende aktiv?

Oder setzt die Firmware den speed wieder hoch, wenn die slowdown steps unterschritten werden?


Gruß,
Stefan
Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
13. July 2015 17:17
Quote
bleibt das Slowdown bis zum Druckende aktiv?

Oder setzt die Firmware den speed wieder hoch, wenn die slowdown steps unterschritten werden?


Bis jetzt bleibt der Drucker nach dem Erkennen von Schlupf immer im slowdown Modus.

Folgende Aktionen setzen wieder auf die Normalgeschwindigkeit zurück:
- Filamentwechsel
- M513 (sollte in den Slicer als End / Start G-Code)
- Reset

Das manuelle Einstellen von 100% überlistet den FTS, er denkt immer noch er wäre auf reduzierter Geschwindigkeit. Der Drucker druckt dann zwar fröhlich auf der eingestellten Prozentzahl weiter, wird aber nicht wieder auf die gedrosselte Geschwindigkeit herunterregeln.

Man muss jedoch betonen, das wir ganz am Anfang dieser Technik stehen. Denkbar wäre eine laufende Anpassung durchaus.

vincent.


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Re: Sparklab FTS (Filament Tracking Sensor)
13. July 2015 17:44
Hi Vincent,
danke für die schnelle Info.

Ich habs noch nicht eingebaut aber hatte soeben eine Situation, wo es vermutlich angeschlagen hätte: Das Filament hatte sich auf der Rolle etwas verheddert aber dann wieder gelöst.

Wie man die ursprüngliche Geschwindigkeit wieder aufnehmen kann wäre zu diskutieren - v.a. wohl auch mit Roland. "Überpositive" Werte werden ja nicht erfasst...

Vielleicht könnte das ja beim Layerwechsel gemacht werden (Problem: Z-Lift). Oder stufenweise?

Jedenfalls hoffe ich, dass ihr da noch reichlich Entwicklungsenergie habtthumbs up
Es ist ja wirklich ein unkompliziertes feines Tool, das viel Frust ersparen kann.

Der M513 ist übrigens in der Wiki G-Code Liste gar nicht aufgeführt...


Gruß,
Stefan
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